一种带有导热复合材料的发光二极管的制作方法

文档序号:15245150发布日期:2018-08-24 18:51阅读:121来源:国知局

本实用新型涉及高分子材料的导热性能配件制作技术领域,尤其是一种带有导热复合材料的发光二极管。



背景技术:

为了实现具有更高亮度的LED的应用,在近代使用运行功率大于1瓦特(电学的)的功率日益增高的LED。当前,这些LED小片的芯片面积在1mm2的范围之内。人们期望的是在将来,每一LED的运行功率能够进一步地增长,这样一方面可借助于更大的半导体来实现,另一方面可借助于更高的电流密度来实现。特别地,电流密度的增长造成在不久的将来,功率密度可以从当前的1-2瓦特电/mm2提高到4瓦特电/mm2以上。

随着功率密度的增长,有必要同时提出要散发相应地也发生增长的热损耗,以便确保热损耗能够充分地从半导体放出。

LED在运行期间的过高发热会造成,换句话说尤其会造成零部件的毁坏。由于这个原因,必须确保在LED的运行期间,LED的p-n结的边界层的温度不能超过,例如125℃。这种危险,更确切地说,在于只有LED占用电功率的一部分转换成光,而其他部分转换成热量(目前LED的光效率仍然低于10%)。因此要根据安装类型、装配和环境条件,来选择LED的操作参数,以便LED的边界层温度不会超过例如125℃。

根据现有技术的状况,已经存在用于高功率LED的已知装置,它通常在从边界层到LED托架的区域中具有大于15K/W的热阻。这意味着根据现有技术的状况,当以5瓦特电运行时,LED托架和LED活动区(边界层)之间的温度差,将会高达75开尔文。基于上述在持续运行中的最大容许边界层温度,这意味着就例如40℃的环境温度而言,热交换器上的温度下降,可以是最大值10℃。这将进而要求350cm2的冷却表面面积,非常明显这将会引起各种问题。除此以外,在高于50℃的温度下使用实际上将是不可能的,这将会使得对于特定的技术应用,例如在机动车辆领域中,LED的使用是不可能的。

根据现有技术的状况,众所周知使用印刷电路板(PCB)作为LED托架。按照惯例,这些印刷电路板具有导热性能非常差的有机环氧树脂,并因此使得热损耗更加难以从托架上的LED散热。可替代地,还有已知的陶瓷板,与基于环氧树脂的电路板相比,陶瓷板具有更好的热特性,但却非常脆弱并且容易破损,这更加限制了它们作为托架材料的应用。在技术上的高功率应用中,根据现有技术的状况,还使用金属芯子板。这些金属芯子板通常具有基于金属芯子基座、绝缘层和导体通道的夹层式结构。

如公开号为CN1813348A的公开文件中公开一种新颖的设备,其具有由至少一个电气或电子元件构成的或包括该类元件的热源,还具有一个散热器以及位于热源和散热器之间的、由热导材料制成的一个中间层。所述热导材料包括集成了纳米纤维的有机基体。

对比文件和现有技术中的散热性不好,而且使得发光二极管暴露在外部容易掉落和损坏。而且整个机体厚重的设置更加堵塞了发光二极管的散热性能。



技术实现要素:

为解决上述问题,本实用新型目的设置一种轻质的散热性能更好的发光二极管的基体能延长发光二级管的使用寿命。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种带有导热复合材料的发光二极管,包括导热绝缘塑料基层,嵌入所述导热绝缘塑料基层内的发光二极管,其特征在于,所述导热绝缘塑料基层内嵌设有若干覆盖有纳米复合薄膜的散热板,所述散热板与所述发光二级管接触;

所述导热绝缘塑料基层内设置有散热空腔,所述散热空腔包括对流主通道和设置在所述对流主通道两侧的散热通道;

所述散热空腔的厚度由所述导热绝缘塑料基层中间处的向外侧逐渐减小,且在所述散热空腔顶部设置通孔。

增加对流主通道首先使得导热绝缘塑料基层更加轻质,发光二极管的热量传导后的热空气从通孔内散发使得空腔内的气压减小,然后由对流主通道补入冷空气,空气的对流设置更能带走发光二极管的热量。

作为优选,所述导热绝缘塑料基层为一个矩形框体,所述对流主通道为所述矩形框体的其中一条对角线。

作为优选,所述散热通道的长度由另一条对角线处向两侧逐渐变短。

确保对流装置具有足够的对流空间,防止主通道长度不够而无法形成对流循环。

作为优选,所述导热绝缘塑料基层上覆盖有用作弹性散热片的填充型导热橡胶层。

确保散热板不会轻易变形,若有稍微偏移弹性散热片能将散热板从新复位。

作为优选,所述发光二极管上连接有至少两段非绝缘塑料柱,所述非绝缘塑料柱贯穿所述导热绝缘塑料基层与外部导线连接。

确保导热绝缘塑料基层的散热性能不会被导热性能差的一般导线影响整个基层的导热性能。

本实用新型的有益技术效果在于:

本申请采用散热板直接跟发光二极管接触增大了发光二极管的散热面积和散热效率。然后配合散热空腔使得发光二极管周围形成带走发光二极管热量的空气对流循环。

填充型导热橡胶层的设置能保护导热绝缘塑料基层的完整性,还能对散热板提供必要的支撑,还能配合导热绝缘塑料基层更好的将发光二极管散发的热量更加良好的散去。

整个结构简单,成本低,质地轻盈,导热性能良好。

附图说明

图1是本实用新型侧视剖视示意图;

图2是本实用新型的仰视示意图;

在上述图1和图2内:1-导热绝缘塑料基层,2-发光二极管,3-散热板,4-散热空腔,41-对流主通道,42-散热通道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示的一种带有导热复合材料的发光二极管,包括导热绝缘塑料基层1,导热绝缘塑料基层1为一个矩形框体,嵌入导热绝缘塑料基层1内的发光二极管2,导热绝缘塑料基层1内嵌设有若干覆盖有纳米复合薄膜的散热板3,散热板3与发光二极管2接触。

导热绝缘塑料基层1内设置有散热空腔4,散热空腔4包括对流主通道41和设置在对流主通道41两侧的散热通道42;对流主通道41为矩形框体的其中一条对角线,散热通道42设置在对流主通道41两侧,具有若干个,覆盖导热绝缘塑料基层1表面。

散热空腔4的厚度由导热绝缘塑料基层1中间处的向外侧逐渐减小,且在散热空腔4顶部设置通孔。

导热绝缘塑料基层1上覆盖有用作弹性散热片的填充型导热橡胶层。

发光二极管2上连接有两段非绝缘塑料柱,非绝缘塑料柱贯穿导热绝缘塑料基层1与外部导线连接。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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